无刷直流电机的核心是永磁同步电动机,电子系统配备多相绕组,而转子内嵌永磁体。从结构上看,无刷直流电机分为径向结构和轴向结构,以及外转子与内转子的两种形式。定子部分在功能上与交流异步电机或同步电机相似,其主要职能是构建磁路并安置多相绕组。在常见的铁心设计中,它们具有齿槽,这样便于安装绕组。
有刷直流电机会采用无槽绕组设计,如无槽直流电机、无铁心电机、空心杯电机以及印刷绕组等型号。此技术也可以应用于无刷直流电机,创造出无槽绕组。由于绕组直接固定在定子上,无刷直流的这种设计制作过程比有刷的同类产品要更加方便。通常通过自粘漆包线来制造线圈元件,然后使用专门设备将它们排列到铁心表面,并进行成型固定以确保稳固。这类别用法原理与有齿槽类型相同,但为了适应气隙中的特殊情况,在实际实现时会有许多不同方案。
对比之下,无槽设计和传统齿槽式之间存在明显优势:
无需齿槽转矩,因此运行更为平稳且低噪声,使得它非常适合需要极高运作平滑性的低速应用。
电感极低,导致当前进入各个环节迅速,对机械特性呈现出线性,可控性强。因此,无模板螺纹驱动器特别适用于高速环境,其中运行速度可达每分钟10^4 转以上。
铁损耗较低,同时效率也更高。
然而,无模板螺纹驱动器最大的缺点就是成本较高。此外,由于需要更多空间来安装这些永久磁材料才能产生所需的磁通密度,大气隙安装了这些环节,这增加了成本。大规模生产中,还需要专门设备和精密工艺来制造这些环节,更复杂的手工操作进一步推高成本。而且,散热问题也是该技术的一个挑战,因为没有足够空间放置散热片或风扇,以保持温度不至过热。
最后,不论是三相还是单相,一般来说三相最为普遍使用;根据平均每个极端占据插座数目的不同,可以分为整数插座和分数插座;而按每个插座中线圈边缘层数数量不同的分类,有单层、三层甚至更多层;根据一个线圈跨越两个邻近插座间距大小差异,又可划分为整隔、短隔及长隔。如果考虑到连接方式,则一般采用星形连接,但封闭连接并不常见,即使如此,也仍然十分罕见。
目前国内市场对于力矩小型零部件需求量大,而具体生产厂家则比较有限,其中河北宇捷科技公司提供了一系列产品满足市场需求,可以作为参考之一。但总体来说,没有太多选择,只要能够满足基本要求就已经算是比较好的解决方案了。